垂直提升式立體車庫

1、垂直提升式立體車庫本設(shè)計的立體停車庫是五層20庫位，每層4庫位。如：A區(qū)、B區(qū)、C區(qū)、D區(qū)，載重車輛7.5噸以下，車長小于5.0m，寬小于2.0m，高小于2.5m。采用垂直提升式，工作原理類似電梯的控制，其結(jié)構(gòu)如附表圖3所示。由一臺交流雙速電動機(jī)（22kw）作為主拖動電動機(jī)，4臺7.5kw的交流電動機(jī)作為四角平層的補(bǔ)償電動機(jī)，1臺開關(guān)門電動機(jī)，1臺縱向移動電動機(jī)，2臺橫向移動電動機(jī)組成。     車庫自動存取控制系統(tǒng)采用取車優(yōu)先的原則，并且存取車的時間不超過140s，車庫系統(tǒng)運(yùn)行狀態(tài)用紅、綠、黃三種指示燈表示，紅燈表示有人正在進(jìn)行存取車操作，請

2、稍候；綠燈表示目前無人操作，可進(jìn)行操作；黃燈表示系統(tǒng)有故障不能工作。     由于四角平層方式所需的輸入點(diǎn)較多，故選擇OMRON公司CPM1A-40CDR-A型PLC，帶擴(kuò)展單元擴(kuò)至100點(diǎn)（輸入60點(diǎn)，輸出40點(diǎn)）。     由于五層20庫位車庫的A、C與B、D區(qū)對稱，控制功能基本相似，難點(diǎn)主要集中在庫層感應(yīng)電路，轎內(nèi)或門廳呼叫電路，載重箱的選向電路，載重箱起動轉(zhuǎn)換，平層電路。為了便于分析，簡化重復(fù)設(shè)計，節(jié)省輸入/輸出點(diǎn)數(shù)，本設(shè)計以每層A，C區(qū)呼叫為例（B，D區(qū)呼叫類同，只增多載重箱前、后移動

3、過程）重點(diǎn)對上述四種電路進(jìn)行設(shè)計。 二、 工作原理及功能流程圖 （1） 工作原理     主拖動電動機(jī)采用一臺22kw的交流雙速電動機(jī)，KM1接上升接觸器，KM2接下降接觸器，KM3接通低速繞組，KM4接通高速繞組，KM41短路切除高速起動電抗，KM31短接切除低速電抗。L為限制電流的電抗。起動（制動）時為了限制起動（制動）電流、減少電網(wǎng)電壓沖擊和起動（制動）時的加速度，采用定子繞組串聯(lián)一級電抗形式，逐級降壓起動（制動），主電路如附表圖2 該電路正向起動時，KM1、KM4閉合，定子繞組串聯(lián)一級電抗L，經(jīng)一段時間后KM41接觸器接通，電動機(jī)轉(zhuǎn)入固有特性運(yùn)行

4、。減速時，斷開KM4、KM41，接通KM3，低速繞組串電抗運(yùn)行，延時一段時間后，KM31接觸器接通，電動機(jī)轉(zhuǎn)入低速特性段上運(yùn)行。當(dāng)?shù)竭_(dá)指定樓層時，斷開KM3、KM31，電動機(jī)停止運(yùn)行。反向起動原理同上。 （2） 垂直提升式立體停車庫存取車流程示意圖     本立體車庫的自動存取車控制流程圖如附表圖1所示，由起動運(yùn)行（雙速）線路、載重箱內(nèi)、外呼叫線路、定向選層線路、平層線路、橫向移動線路、縱向移動線路、開關(guān)門控制線路等組成。 開關(guān)門控制線路功能由IC卡識別完成，司機(jī)持本車庫有效卡，卡內(nèi)記錄車主信息、庫位、有效期等內(nèi)容，只要IC卡和司機(jī)輸入的存取車密碼相吻合

5、，車庫門會自動打開，相對于載重箱的運(yùn)動來說，是一套獨(dú)立控制系統(tǒng)，只具有卡有效時的開門和存取車完成后的關(guān)門操作。 橫向移動線路是指當(dāng)載重箱移到指定層并平層后，將車推入（或拉出）左右?guī)煳坏目刂凭€路，該動作是由平層后（電磁閥開鎖）的信號發(fā)布，終止于電磁閥的鎖扣（載重箱上限位開關(guān)）動作。 縱向移動線路，如附表圖3，就是將車存入（或取出）每層庫位中的B區(qū)和D區(qū)時，載重箱的運(yùn)動分垂直移動和前后移動兩種，垂直移動由主拖動電動機(jī)完成，前后移動由縱向移動電動機(jī)完成。該動作起始于指定層B區(qū)或D區(qū)的呼喚，終止于縱向限位保護(hù)開關(guān)的動作，相對于主電動機(jī)的運(yùn)動是獨(dú)立的。     取

6、車優(yōu)先線路是指車放在活動板上，活動板放在載重箱上，存車時活動板和車一起放在庫位內(nèi)；取車后活動板被送回原位，返回初始位，為取車優(yōu)先作好準(zhǔn)備。 三、立體車庫主要控制線路的PLC程序設(shè)計 1）定義元器件名和分配I/O號 PLC控制的立體車庫I/O對應(yīng)關(guān)系如下表。     立體停車庫的控制不同于電梯的控制，主要表現(xiàn)：（1）門廳或轎內(nèi)指令的呼喚，車庫門廳指令按鈕位于庫門內(nèi)側(cè)操縱箱上，車庫轎內(nèi)指令按鈕位于載重箱內(nèi)操縱箱上，其他地方?jīng)]有任何按鈕。（2）平層控制線路，采用四角平層方式，由四臺平層補(bǔ)償電動機(jī)各自控制，占四個輸入點(diǎn)。（3）減速感應(yīng)器，位于每層主限位開關(guān)（除頂

7、層、底層外，上下各一個）400mm處。（4）橫向、縱向控制線路，載重箱在上升的過程中，同時向后移動。 PLC控制的立體車庫I/O關(guān)系對應(yīng)表 元件器名 符號 對應(yīng)PLC的I/O號 緊急制動按鈕 SB0 00000 一層A、C區(qū)呼叫按鈕 SB1A-SB1C 00001、00002 二層A、C區(qū)呼叫按鈕 SB2A-SB2C 00003、00004 三層A、C區(qū)呼叫按鈕 SB3A-SB3C 00005、00006 四層A、C區(qū)呼叫按鈕 SB4A-SB4C 00007、00008 五層A、C區(qū)呼叫按鈕 SB5A-SB5C 00009、00010 1-5層5個1角平層行程開關(guān) ST11-ST51 0010

8、1-00105 1-5層5個2角平層行程開關(guān) ST12-ST52 00201-00205 1-5層5個3角平層行程開關(guān) ST13-ST53 00301-00305 1-5層5個4角平層行程開關(guān) ST14-ST54 00401-00405 1-5層5個減速行程開關(guān) ST15-ST55 00106-00110 上行接觸器 KM1 01001 下行接觸器 KM2 01002 低速接觸器 KM3 01003 高速接觸器 KM4 01004 短路切除高速電抗接觸器 KM41 01005 短路切除低速電抗接觸器 M31 01006 橫向左移電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) KMF11、KMF12 01200、01201

9、橫向右移電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) KMF13、KMF14 01202、01203 縱向電動機(jī)正轉(zhuǎn)、反轉(zhuǎn) KZ1、KZ2 01204、01205 每層1-4角正向平層接觸器 KMF1-KMF4 01300-01303 每層1-4角反向平層接觸器 KMR1-KMR4 01304-01307 一層A、C區(qū)呼叫指示 01007、01101 二層A、C區(qū)呼叫指示 01102、01103 三層A、C區(qū)呼叫指示 01104、01105 四層A、C區(qū)呼叫指示 01106、01107 五層A、C區(qū)呼叫指示 01206、01207 上行中間繼電器 20000 下行中間繼電器 20001 1-5層庫層感應(yīng)中間繼電器 200

10、11-20015 1-5層指層中間繼電器 20002-200006 1-5層A區(qū)呼叫中間繼電器 20101-20105 1-5層C區(qū)呼叫中間繼電器 20201-20205 四角均平層正向中間繼電器 20206 四角均平層反向中間繼電器 20207 高速中間繼電器 20107 低速中間繼電器 20108 換速中間繼電器 20109 由于本設(shè)計的五層20庫位車庫的A、C和B、D區(qū)對稱，控制功能基本相似，難點(diǎn)主要集中在庫層感應(yīng)電路，轎內(nèi)或門廳呼叫電路，載重箱的選向電路，載重箱起動轉(zhuǎn)換，平層電路。所以我分別對這5個難點(diǎn)進(jìn)行分析。 （1） 庫層感應(yīng)電路 庫層感應(yīng)由每層4角主平層行程開關(guān)的閉合與斷開完成，

11、感應(yīng)出庫層信號，用于指層、選層、選向、門廳呼叫的信號等。要求感應(yīng)信號是連接的，該信號只有在載重箱移動至上層或下層時才消失。載重箱的上下感應(yīng)信號都來自每層4角主平層行程開關(guān)00401-00405的觸點(diǎn)。當(dāng)載重箱在1層時，1層4角主平層行程開關(guān)00401閉合，則1層庫層和指層中間繼電器20011接通并保持，同時切斷20002。可見，載重箱上升至某一層時，相應(yīng)的庫層感應(yīng)中間繼電器接通指層中間繼電器。當(dāng)載重箱下降時，原理同上，該電路梯形圖如下圖所示。庫層控制梯形圖 庫層控制梯形圖的程序如下所示： LD 20000 OR 20001 AND 00401 OUT 20011 LD 20000 OR 200

12、01 AND 00402 OUT 20012 LD 20000 AND 20003 OR 20001 AND NOT 20013 AND 00403 OUT 20003 OUT 20013 LD 20000 LD 20013 OR 20001 or NOT 20012 AND 00404 AND 20004 OUT 20014 AND NOT 20014 LD 20000 OUT 20004 OR 20001 LD 20014 AND 00405 or NOT 20013 OUT 20015 AND 20005 LD 20011 AND NOT 2001

13、5 OR NOT 20012 OUT 20005 AND 20002 LD 20015 OUT 20002 or NOT 20014 LD 20012 AND 20006 OR NOT 20011 OUT 20006 （2） 轎內(nèi)或門廳呼叫電路 該電路與電梯的控制不同，在立體車庫的轎內(nèi)和門廳呼叫電路中，轎內(nèi)呼叫按鈕置于載重箱內(nèi)操作箱上，平時不使用，只有在需要維修或者司機(jī)需要進(jìn)入指定庫區(qū)位時，才起用，方便人員操作。門廳的控制只有一個，置于車庫庫門入口處，功能與轎內(nèi)呼叫電路完全相同。因為車輛的入庫操作都在庫門入口處進(jìn)行，其他庫層無操作按鈕。但載重箱移到指定層并平層后，自動起動橫

14、向左或右移動電動機(jī)，將載車活動板推入指定位置（A區(qū)或C區(qū)）并鎖住，而電梯的每層都有上呼和下呼按鈕，這些按鈕的響應(yīng)都是執(zhí)行先上后下的原則，并且保留沒有響應(yīng)的呼叫，這就需要根據(jù)集選 target="_blank" class="keylink">控制的要求設(shè)計呼叫指令。綜上所述，可以把轎內(nèi)和門廳呼叫電路合并起來，只有一個電路實現(xiàn)控制功能。00001、00003、00005、00007、00009分別為1-5層A區(qū)呼叫按鈕，00002、00004、00006、00008、00010分別為1-5層C區(qū)呼叫按鈕，控制梯形圖如下圖所示。  轎內(nèi)或門廳

15、控制梯形圖 轎內(nèi)或門廳控制梯形圖程序如下所示： LD 00001 OR 20000 OR 20001 AND 20101 OR LD AND NOT 20011 OUT 20101 LD 00003 OR 20000 OR 20001 AND 20102 OR LD AND NOT 20012 OUT 20102 LD 00005 OR 20000 OR 20001 AND 20103 OR LD AND NOT 20013 OUT 20103 LD 00007 OR 20000 OR 20001 AND 20104 OR LD AND NOT 20014 OUT 20104 LD 00009

16、 OR 20000 OR 20001 AND 20105 OR LD AND NOT 20015 OUT 20105 LD 00002 OR 20000 OR 20001 AND 20201 OR LD AND NOT 20011 OUT 20201 LD 00004 OR 20000 OR 20001 AND 20202 OR LD AND NOT 20012 OUT 20202 LD 00006 OR 20000 OR 20001 AND 20203 OR LD AND NOT 20013 OUT 20203 LD 00008 OR 20000 OR 20001 AND 20204 OR

17、LD AND NOT 20014 OUT 20204 LD 00010 OR 20000 OR 20001 AND 20205 OR LD AND NOT 20015 OUT 20205 （3） 橫向移動電路 當(dāng)某區(qū)呼叫時，載重箱首先響應(yīng)庫層信號，接通庫層感應(yīng)中間繼電器并保持，當(dāng)載重箱到達(dá)該層時，斷開庫層感應(yīng)信號，然后判斷哪一區(qū)呼叫，待四角均平層（每角行程開關(guān)到位）以后，起動橫向左右移動電動機(jī)，將載車活動板送入相應(yīng)庫位，橫向移動電動機(jī)控制梯形圖如下圖所示。 橫向移動控制梯形圖 橫向移動控制梯形圖的程序如下所示： LD 00101 AND 00201 AND 00301 AND 00401 AN

18、D NOT 20101 OR 00102 AND 00202 AND 00302 AND 00402 AND NOT 20103 OR 00103 AND 00203 AND 00303 AND 00403 AND NOT 20103 OR 00104 AND 00204 AND 00304 AND 00404 AND NOT 20104 OR 00105 AND 00205 AND 00305 AND 00405 AND NOT 20105 OR LD OR LD OR LD OR LD OUT 20206 LD 20206 AND NOT 20207 OUT 01200 LD 00101

19、AND 00201 AND 00301 AND 00401 AND NOT 20201 OR 00102 AND 00202 AND 00302 AND 00402 AND NOT 20202 OR 00103 AND 00203 AND 00303 AND 00403 AND NOT 20203 OR 00104 AND 00204 AND 00304 AND 00404 AND NOT 20204 OR 00105 AND 00205 AND 00305 AND 00405 AND NOT 20205 OR LD OR LD OR LD OR LD OUT 20207 LD 20207 A

20、ND NOT 20206 OUT 01202 (4) 載重箱選向電路 載重箱運(yùn)行過程，存在上行和下行狀態(tài)，當(dāng)載重箱完全處于整個運(yùn)行周期時，即一個運(yùn)動周期起始于初始位置、終止于初始位置，平時處于靜止?fàn)顟B(tài)，此時載重箱的選向電路無關(guān)緊要。但當(dāng)在運(yùn)動中需要選向時，如：將車存在4層A區(qū)，同時想取5層C區(qū)車時，載重箱不需返回，完成存車操作后，直接到5層C區(qū)取車，此時，選向電路起作用，該電路類似電梯的選向電路?？刂铺菪螆D如下圖所示，同一層A區(qū)和C區(qū)的呼叫，選向電路控制相同，所以本設(shè)計只設(shè)計了A區(qū)的呼叫選向。對于C區(qū)呼叫，只需將C區(qū)呼叫中間繼電器觸電并聯(lián)在同層A區(qū)呼叫觸點(diǎn)上即可。 選向電路控制梯形圖 選向電路

21、控制梯形圖的程序如下所示： LD 20105 AND NOT 20006 LD 20104 AND NOT 20005 AND NOT 20006 LD 20103 AND NOT 20004 AND NOT 20005 AND NOT 20006 LD 20102 AND NOT 20003 AND NOT 20004 AND NOT 20005 AND NOT 20006 LD 20101 AND NOT 20002 AND NOT 20003 AND NOT 20004 AND NOT 20005 AND NOT 20006 OR LD OR LD OR LD OR LD AND 010

22、01 OR 20000 AND 20001 OUT 20000 LD 20101 AND NOT 20002 LD 20102 AND NOT 20003 AND NOT 20002 LD 20103 AND NOT 20004 AND NOT 20003 AND NOT 20002 LD 20104 AND NOT 20005 AND NOT 20004 AND NOT 20003 AND NOT 20002 LD 20105 AND NOT 20006 AND NOT 20005 AND NOT 20004 AND NOT 20003 AND NOT 20002 OR LD OR LD O

23、R LD OR LD AND 01002 OR 20001 AND NOT 20000 OUT 20001 (5) 載重箱的起動換速、平層電路 交流雙速電動機(jī)有兩套繞組：高速繞組和低速繞組，高速繞組為4極，低速電阻為16極，速比為4：1.載重箱通常高速起動、設(shè)置高速中間繼電器20107起動，接通01004接觸器，延時幾秒后，接通01005，載重箱加速；當(dāng)接近指定庫層400mm時，換速中間繼電器20109接通，低速中間繼電器20108接入，載重箱由高速轉(zhuǎn)換為低速運(yùn)行，延時幾秒后，閉合01006，加快減速，最后制動在指定庫層。 載重箱一般長6.5m，寬3.0m，高2.5m，比活動板稍大，載重7.5t以下。因載重箱自重和車輛重量之和較大，接近10t，而載重箱面積又較大，受到不平衡力后，容易變形。導(dǎo)致載重箱到達(dá)某一層后，可能載重箱下面四角與庫層不共面，橫向移動電動機(jī)難以將活動板推入庫位，因而提出了嚴(yán)格的平層概念，這里的平層方式與電梯的平層完全不同。載重箱的平層必須采用四角平層策略，即每角必須平層后，才